JPH09273564A - 羽根車の締結構造 - Google Patents

羽根車の締結構造

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JPH09273564A
JPH09273564A JP8081153A JP8115396A JPH09273564A JP H09273564 A JPH09273564 A JP H09273564A JP 8081153 A JP8081153 A JP 8081153A JP 8115396 A JP8115396 A JP 8115396A JP H09273564 A JPH09273564 A JP H09273564A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転トルクの伝達能力、調心性、作業性、等
の基本性能を十分に満たし、軸方向の位置決め精度が高
く、かつ加工が容易で安価に製造できる羽根車の締結構
造を提供する。 【解決手段】 羽根車１１と回転軸１２の間に介在する
ブッシュ１４を備える。ブッシュは中空円筒部１６とキ
ー部１８とからなり、中空円筒部は、同心の外周面１６
ａ及び内周面１６ｂと、垂直な外面１７ａ及び内面１７
ｂを有する端部１６ｃとからなる。キー部は複数のキー
１８ａからなり、各キーは、外周面より外方から内周面
より少なくとも部分的に内方に突出して連続して形成さ
れている。羽根車１１と回転軸１２の間にブッシュ１４
を嵌め込んでナット６で締め付けることにより、外周面
１６ａと内周面１６ｂが羽根車と回転軸に密着して互い
に同心に取付けられ、ブッシュの端部１６ｃが羽根車と
回転軸に挟持されて軸方向の位置決めを行い、キーの外
周面より外方部分が羽根車のラジアルキー部１１ｂに嵌
まり、キーの内周面１６ｂ′より内方部分が回転軸のキ
ー溝１２ｄに嵌まって回転トルクを伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速回転する羽根
車の回転軸への締結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、過給機や送風機のように、高速
回転する羽根車（ラジアル、軸流、等）の回転軸への締
結構造では、その基本機能として、回転トルクの伝達
能力、調心性、作業性、等が要求される。回転ト
ルクの伝達能力とは、イ．定常回転及び加速・減速時の
ような通常状態における伝達トルク（以下、通常伝達ト
ルク）を確実に伝達する機能と、ロ．インペラ（羽根
車）が破損したり、外部よりの異物混入したりするよう
な異常状態において、オーバースピードを防ぐために、
トルク伝達機能が瞬時に喪失しない機能をいう。また、
調心性とは、イ．静止状態において組立時に自動的に
調心され回転バランスを容易に確保できる機能と、ロ．
回転状態において遠心力による変形を吸収できる機能を
いう。この遠心力による変形には、例えば、内径の拡が
りや軸方向の縮みがある。更に、作業性とは、分解・
組立が容易にできる機能をいう。
【０００３】従来からかかる機能を満たすための締結構
造として、図４に模式的に示す種々の手段が用いられて
いる。この図において、（Ａ）は、羽根車１を焼嵌めで
回転軸２に締結する手段（以下、焼嵌め締結）、（Ｂ）
はラジアルキー４，スプライン５，及びナット６で締結
する手段（以下、スプライン締結）、（Ｃ）はラジアル
キー４，テーパブッシュ７，及びナット６で締結する手
段（以下、テーパブッシュ締結）を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４（Ａ）の
焼嵌め締結では、回転トルクを焼嵌めで伝達しているた
め、イ．の通常伝達トルクの伝達に余裕がなく、かつ
ロ．の異物混入により過大なトルクが作用した場合に
は、焼嵌め部がスリップして、トルク伝達機能が瞬時に
失われる問題点があった。更にこの焼嵌め締結では、羽
根車１を回転軸２に焼嵌めする必要があるため、分解・
組立が困難である問題点があった。
【０００５】また、図４（Ｂ）のスプライン締結では、
のスプラインでの調心性が低い問題点があった。すな
わち、スプラインの歯を互いに噛み合わせてトルクを伝
達するためには、歯先と歯元に隙間が必要であり、その
ため、スプライン部での調心精度が低くなる。また、別
に調心用に嵌合部を設けると、スプライン部の組立性が
低下する問題点があった。
【０００６】更に、図４（Ｃ）のテーパブッシュ締結で
は、羽根車１と回転軸２の間に位置するテーパブッシュ
７により、調心性を高めるようになっているため、羽根
車１の軸方向の位置決めが困難であり、この位置決めを
精度よく行うために、各部品を高精度で加工する必要が
あり、加工コストが高くなる問題点があった。
【０００７】本発明は上述した種々の問題点を解決する
ために創案されたものである。すなわち本発明の目的
は、回転トルクの伝達能力、調心性、作業性、等の基本
性能を十分に満たし、軸方向の位置決め精度が高く、か
つ加工が容易で安価に製造できる羽根車の締結構造を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、羽根車
と回転軸を締結する構造であって、羽根車と回転軸の間
に介在するブッシュを備え、該ブッシュは、中空円筒部
とキー部とからなり、中空円筒部は、同心に形成された
外周面及び内周面と、軸線に垂直な外面及び内面を有す
る端部とからなり、該端部には内周面より小径かつ同心
の貫通孔が設けられ、キー部は、前記端部の反対側端面
に一体に形成された複数のキーからなり、各キーは、回
転軸の周方向に間隔を隔てた平行面を有し、該平行面は
前記外周面より外方から前記内周面より少なくとも部分
的に内方に突出して連続して形成されており、回転軸
は、ブッシュの内周面及び端部貫通孔と嵌合する大径部
及び小径部と、ブッシュの垂直内面と密着する大径部端
面とを有し、大径部には、ブッシュの内周面より内方部
分のキーが嵌まるキー溝が設けられており、羽根車は、
ブッシュの外周面と嵌合しかつ端部の外面と密着する内
面を有する中空孔と、ブッシュの外周面より外方部分の
キーと嵌合するラジアルキー部とを有する、ことを特徴
とする羽根車の締結構造が提供される。
【０００９】上記本発明の構成により、ブッシュの外周
面と内周面（及び／又は端部貫通孔）がそれぞれ羽根車
と回転軸に密着して互いに同心に取付けられ、ブッシュ
の端部が羽根車と回転軸に挟持されて軸方向の位置決め
を行い、キーの外周面より外方部分が羽根車のラジアル
キー部に嵌まり、キーの内周面より内方部分が回転軸の
キー溝に嵌まって回転トルクを伝達することができる。
【００１０】すなわち、羽根車を軸方向に位置決めする
軸方向位置決め面（端部の外面と内面）と、これに直角
で羽根車と回転軸の同心度を確保する円周面（外周面、
内周面、及び／又は端部貫通孔）と、更に軸方向に相対
変位を許容し回転トルクを伝達するキー部（ラジアルキ
ー部と滑りキー）とが、羽根車と回転軸の間に介在する
ブッシュとして一体に形成されているので、軸方向の位
置決め、半径方向の位置決め、及びトルク伝達の各要素
の精度や剛性が独立して管理でき、かつ一体構造とする
ことにより遠心力等による変形に対しても十分な剛性を
有し、組立／分解の作業性も優れている。
【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
ブッシュは、更にキー部に一端が接続し、同心かつ一体
に形成された中空円筒形リング部を有する。この構成に
より、特にキー部に作用する遠心力による変形をリング
部により抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
図１は、本発明による羽根車の締結構造を示す断面図で
あり、図２は、図１を分解状態で示す図であり、図３
は、図２の部分斜視図である。図１乃至図３において、
本発明の構造は、羽根車１１と回転軸１２を締結する構
造であり、羽根車１１と回転軸１２の間に介在するブッ
シュ１４を備えている。
【００１３】図２及び図３に示すように、ブッシュ１４
は、中空円筒部１６とキー部１８とからなる。中空円筒
部１６は、同心に形成された外周面１６ａ及び内周面１
６ｂ、１６ｂ′と、軸線に垂直な外面１７ａ及び内面１
７ｂを有する端部１６ｃとからなる。端部１６ｃには内
周面１６ｂより小径かつ同心の貫通孔１６ｄが設けられ
ている。
【００１４】キー部１８は、端部１６ｃの反対側端面に
一体に形成された複数のキー１８ａからなる。各キー１
８ａは、回転軸の周方向に間隔を隔てた平行面１９を有
する。この平行面１９は、外周面１６ａより外方から内
周面１６ｂ′より部分的に内方に突出して連続して形成
されている。なお、この実施形態では、内周面を１６ｂ
と１６ｂ′の２段に設けているが、単一の内周面１６ｂ
とし、キー１８ａを内周面１６ｂより内方に突出して設
けてもよい。
【００１５】回転軸１２は、ブッシュの内周面１６ｂ及
び端部貫通孔１６ｄと嵌合する大径部１２ａ、１２ａ′
及び小径部１２ｂと、ブッシュの垂直内面１７ｂと密着
する大径部端面１２ｃとを有している。また大径部１２
ａ′には、ブッシュ１４の内周面１６ｂ′より内方部分
のキー１８ａが嵌まるキー溝１２ｄが設けられている。
なお、単一の内周面１６ｂの場合には、このキー溝１２
ｄは、大径部１２ａにその端面から連続して形成するの
がよい。
【００１６】羽根車１１は、ブッシュ１４の外周面１６
ａと嵌合し、かつ端部１６ｃの外面１７ａと密着する内
面を有する中空孔１１ａと、ブッシュの外周面１６ａよ
り外方部分のキー１８ａと嵌合するラジアルキー部１１
ｂとを有する。
【００１７】上記本発明の構成により、図１に示すよう
に、羽根車１１と回転軸１２の間にブッシュ１４を嵌め
込んでナット６で締め付けることにより、ブッシュの外
周面１６ａと内周面１６ｂ（及び／又は端部貫通孔１６
ｄ）がそれぞれ羽根車１１と回転軸１２に密着して互い
に同心に取付けられ、ブッシュの端部１６ｃが羽根車１
１と回転軸１２に挟持されて軸方向の位置決めを行い、
キー１８ａの外周面より外方部分が羽根車のラジアルキ
ー部１１ｂに嵌まり、キー１８ａの内周面１６ｂ′より
内方部分が回転軸１２のキー溝１２ｄに嵌まって回転ト
ルクを伝達することができる。
【００１８】すなわち、羽根車１１を軸方向に位置決め
する軸方向位置決め面（端部１６ｃの外面１７ａと内面
１７ｂ）と、これに直角で羽根車と回転軸の同心度を確
保する円周面（外周面１６ａ、内周面１６ｂ、１６ｂ´
及び／又は端部貫通孔１６ｄ）と、更に軸方向に相対変
位を許容し回転トルクを伝達するキー部１８（ラジアル
キー部と滑りキー）とが、羽根車１１と回転軸１２の間
に介在するブッシュ１４として一体に形成されているの
で、軸方向の位置決め、半径方向の位置決め、及びトル
ク伝達の各要素の精度や剛性が独立して管理できる。
【００１９】また、ブッシュ１４を一体構造としている
ので遠心力等による変形に対しても十分な剛性を有し、
回転軸１２を軸方向に引張った状態でナットを締めるこ
とにより、軸方向位置決め面に締代を与えることがで
き、遠心力による羽根車の内周の軸方向の縮みを吸収す
ることができる。更に、羽根車１１と回転軸１２の間に
ブッシュ１４を嵌め込んでナット６で締め付けるだけで
組立ができるので、組立／分解の作業性も優れている。
また、図２に示すように、回転軸の同心度を確保する円
周面（外周面１６ａ、内周面１６ｂと１６ｂ´及び／又
は端部貫通孔１６ｄ）で、適切に半径方向の寸法を小さ
くした部分すなわち外周面１６ａと内周面１６ｂ´を設
けることにより、羽根車１１の中空孔１１ａが回転によ
る遠心力で拡がった場合にも、外周面１６ａと内周面１
６ｂ´とで構成される部分が同様に遠心力で拡がる様に
することができ、運転中の同心度を確保できるという優
れた特性を有する。
【００２０】更に図２及び図３に示すように、ブッシュ
１４は、キー部１８に一端が接続し、同心かつ一体に形
成された中空円筒形リング部２０を有する。この構成に
より、特にキー部１８に作用する遠心力による変形を遠
心力に対する剛性の高いリング部２０により抑制するこ
とができる。また、この構成により、一体構造のブッシ
ュ１４の加工面が軸方向位置決め面、円周面、キー部の
みであり、これらが互いに直交する垂直面又は回転面で
構成されているので、加工が容易であり、安価に精度よ
く製造することができる。
【００２１】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更でき
ることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】上述したように、本発明の羽根車の締結
構造は、回転トルクの伝達能力、調心性、作業性、等の
基本性能を十分に満たし、軸方向の位置決め精度が高
く、かつ加工が容易で安価に製造できる、等の優れた効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による羽根車の締結構造を示す断面図で
ある。
【図２】図１を分解状態で示す図である。
【図３】図２の部分斜視図である。
【図４】従来の羽根車の締結構造の模式図である。
【符号の説明】
１ 羽根車 ２ 回転軸 ４ ラジアルキー ５ スプライン ６ ナット ７ テーパブッシュ １１ 羽根車 １２ 回転軸 １２ａ，１２ａ′ 大径部 １２ｂ 小径部 １２ｃ 大径部端面 １２ｄ キー溝 １４ ブッシュ １６ 中空円筒部 １６ａ 外周面 １６ｂ、１６ｂ′ 内周面 １６ｃ 端部 １６ｄ 貫通孔 １７ａ 外面 １７ｂ 内面 １８ キー部 １８ａ キー １９ 平行面 ２０ リング部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 羽根車と回転軸を締結する構造であっ
    て、 羽根車と回転軸の間に介在するブッシュを備え、該ブッ
    シュは、中空円筒部とキー部とからなり、 中空円筒部は、同心に形成された外周面及び内周面と、
    軸線に垂直な外面及び内面を有する端部とからなり、該
    端部には内周面より小径かつ同心の貫通孔が設けられ、 キー部は、前記端部の反対側端面に一体に形成された複
    数のキーからなり、各キーは、回転軸の周方向に間隔を
    隔てた平行面を有し、該平行面は前記外周面より外方か
    ら前記内周面より少なくとも部分的に内方に突出して連
    続して形成されており、 回転軸は、ブッシュの内周面及び端部貫通孔と嵌合する
    大径部及び小径部と、ブッシュの垂直内面と密着する大
    径部端面とを有し、大径部には、ブッシュの内周面より
    内方部分のキーが嵌まるキー溝が設けられており、 羽根車は、ブッシュの外周面と嵌合しかつ端部の外面と
    密着する内面を有する中空孔と、ブッシュの外周面より
    外方部分のキーと嵌合するラジアルキー部とを有する、
    ことを特徴とする羽根車の締結構造。
  2. 【請求項２】 前記ブッシュは、更にキー部に一端が接
    続し、同心かつ一体に形成された中空円筒形リング部を
    有する、ことを特徴とする請求項１に記載の羽根車の締
    結構造。
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